据国外媒体inautonews报道,丰田公司某高管近日公开表示,使用锂电池驱动的纯电动汽车存在在发展的瓶颈,并不能给消费者提供出色的驾乘体验。就在该消息发布的同期,丰田的卡罗拉和凯美瑞两款混合动力车型,却在北美市场发布。巧合的是,混动版的卡罗拉,现已经一汽丰田确认,今年四季度在国内上市也已成定局。
作为全球混合动力汽车的鼻祖,丰田混动技术的推出,创造了无数的世界之最。但是,丰田又创造了什么事实,从而彻底打破了以往对市场和技术的判断呢?
今年年初,丰田面向日本市场推出了首款氢燃料电池车MIRAI。据了解,该车在日本推出后的首月便收获1500辆订单,并计划于秋季在美国将MIRAI推上市。据丰田官方数据显示,MIRAI续航里程达到了前所未有的650公里,远远超过了特斯拉旗下续航最长的Model S 85D(续航为435km),且氢燃料的加注时间仅为3分钟。
与此同时,MIRAI的上市,使丰田顺利实现了既定的成本目标,从而使这款纯电行驶的燃料电池汽车成本得到了大大降低。
“从镍氢电池辅助动力的阶段,通过快速过度,直接跨越到燃料电池,丰田显然已经明确了对锂离子电池的态度。”一位熟悉丰田汽车的朋友对电车汇表示。事实上,丰田公司认为使用锂电池驱动的纯电动汽车性能远不及以氢气为燃料的燃料电池汽车。
丰田公司同时表示,电动车用电池技术目前遭遇了发展的瓶颈,不管是研究机构还是整车厂,均需要花费较多的时间研发新的电池材料已提供更高的性能。而燃料电池汽车使用的技术目前已经十分成熟,成本正在逐渐降低,将对使用传统燃料的车型构成威胁。
丰田公司一直以来是燃料电池汽车技术发展的先行者,丰田公司最新的燃料电池汽车Mirai车型已经开始接受预定,并将在2018年实现年产量3000辆的目标。丰田公司认为以特斯拉Model S车型为代表的纯电动汽车并不能给消费者带来良好的驾乘体验。通过轻量化技术,丰田燃料电池车“MIRAI”配备的高压储氢罐的碳纤维用量减少了40%。
简单理解,高压储氢罐采用三层结构,内层是密封氢气的树脂衬里,中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂(CFRP)层,表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。
MIRAI的储氢罐的轻量化瞄准的是中层。中层采用的是对含浸了树脂的碳纤施加张力使之卷起层叠的纤维缠绕工艺。缠绕方法有强化筒部的环向缠绕、强化边缘的高角度螺旋缠绕和强化底部的低角度螺旋缠绕三种,三种方式均减少了缠绕圈数。
环向缠绕通过使高应力区集中在内层来确保强度,减少了缠绕的总圈数。高角度螺旋缠绕通过改变塑料衬里的形状,减少了向筒部缠绕圈数,在筒部辅以环向缠绕。低角度螺旋缠绕通过减小管底的开口部,减小了表面压力,从而降低了用量。通过削减这三种方式的缠绕圈数,使碳纤维的用量比原来减少了40%。
高压储氢罐的储存性能用储氢重量除以罐体重量得到的重量效率来衡量,通过将碳纤维用量减少40%,使重量效率比原来提高了20%,达到了全球最高水平的5.7wt.%。
另外,对于按照高压储氢罐的全球技术规则新设计的非常严格的局部火烧试验(以600℃以上的高温对溶栓式安全阀背面连续用火烧10分钟),采取用含有膨胀石墨的耐火聚氨酯板来保护吸收下落冲击的耐冲击聚氨酯护板的方法,确保了耐火性能。这样一来,即使追加耐火性能,不用改变原来的罐体状态,就可以兼顾耐摔性能和耐火性能。
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